Sciences, Technologies, Santé

Cursus licencePremière année

Premier semestre

Habilitation septembre 2007 – juin 2011

Préambule

La 1ère année de licence et particulièrement le 1er semestre de la 1ère année de licence est une période d’orientation. Quatre parcours sont proposés au choix, comprenant les unités d’enseignement suivantes :

PARCOURS I-A (portail IMP : Informatique Mathémathiques Physique)

- UE d’accompagnement (PPPE)- UE de langues- UE de mathématiques I- UE de physique- UE de mathématiques II- UE d’informatique+ 1 option à choisir dans le tableau de la page 20

PARCOURS I-B (portail PC : Physique Chimie)

- UE d’accompagnement (PPPE)- UE de Langues- UE de mathématiques I- UE de physique- UE de chimie I- UE de chimie II- UE d’outils mathématiques et méthodes expérimentales pour les sciences physiques et chimiques + 1 option à choisir dans le tableau de la page 20

PARCOURS II-A (portail CBPS : Chimie Biologie Physique Santé)

- UE d’accompagnement (PPPE)- UE de langues- UE de chimie- UE de vision moléculaire de la cellule- UE de mathématiques et physique appliquées aux sciences de la vie et de la santé- UE de méthodologie expérimentale+ 1 option à choisir dans le tableau de la page 20

PARCOURS II-B (portail SVS : Sciences de la Vie et de la Santé)

- UE d’accompagnement (PPPE)- UE de langues- UE de chimie- UE de vision moléculaire de la cellule- UE de mathématiques et physique appliquées aux sciences de la vie et de la santé- UE d’organisation du monde vivant+ 1 option à choisir dans le tableau de la page 20

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PPPEProjet Personnel et Professionnel de l’Etudiant

Horaire : 18h - 2 ECTS

Enseignant responsable : Jean-Michel BALEYNAUD baleynau@cict.fr

Sous la dénomination Projet Personnel et Professionnel de l’Etudiant (PPPE) est organisée une formation qui accompagnera l’étudiant tout au long de son cursus en licence (du L1 au L3).

Au premier semestre de la première année la formation doit faciliter l’intégration de l’étudiant dans le milieu universitaire et l’amener à se positionner vis à vis de son projet de formation. Pour cela 10 séances de une heure trente chacune lui seront proposées pour :

une première approche du projet personnel et professionnel ;une prise de conscience des exigences du travail universitaire ;une présentation du portefeuille d’expériences et de compétences (PEC).

Cette formation se conclura par la présentation d’un rapport écrit, d’une soutenance orale et la réalisation d’un « poster ».

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LanguesAllemand, Anglais, Espagnol, russe

Horaire : 18h – 2 ECTS

ALLEMAND

Enseignante responsable : Muriel COMET comet@cict.fr

Objectif :- Consolider et approfondir les bases grammaticales et lexicales- Acquérir une aisance écrite et orale dans la langue de communication générale et scientifique

Programme :- L’accent est mis sur la compréhension et l’expression orales.- Exercices oraux, exposés, mais aussi étude de textes à dominante scientifique, révisions grammaticales et lexicales.

ANGLAIS

Enseignante responsable : Claudine PEYRE peyre@cict.fr

Objectif :- Consolider et approfondir les bases grammaticales et lexicales- Acquérir une aisance écrite et orale dans la langue de communication générale et scientifiqueLa progression des thèmes et des notions est répartie sur les 2 premières années de licence et en fin de L2, tous les étudiants doivent atteindre au minimum le niveau B1 du Cadre Européen Commun de Référence.

Formation des groupes de niveaux :Les étudiants sont répartis comme suit selon les résultats obtenus au baccalauréat ; Niveau 1 : note inférieure ou égale à 8 sur 20 : 27h TD par semestre Niveau 2 : note comprise entre 8,1 et 12 : 18h TD par semestre Niveau 3 : note comprise entre 12,1 et 15,9 : 18h TD par semestre Niveau 4 : note au-dessus de 16 : 8h TD + travail en autonomie

Les TD comportent 24 étudiants.

Contenu de l’enseignement :- Travail des quatre compétences : compréhension de l’oral, compréhension de l’écrit, expression orale et expression

écrite.- Remise à niveau pour les étudiants dont la note au bac est inférieure à 8.- L’accent sera mis sur la compréhension écrite, l’expression écrite, l’expression orale et l’interactivité.- Consolidation et approfondissement des bases grammaticales et lexicales.- Acquisition des fonctions de communication essentielles.

Ouvrages conseillés (au choix):- Vocabulaire :. Le mot et l’idée – 2 – Anglais, J. REY, C. BOUSCAREN, A. MOUNOLOU, OPHRYS. Le Robert & Nathan, L’Anglais contemporain, J. FROMONOT, I. LEGUY, G. FONTANE, NATHAN

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- Grammaire :. Oxford Practice Grammar (basic pour les niveaux 1, intermediate pour les niveaux 2-3), Oxford University Press . Grammaire Progressive de l’anglais, H. LE PRIEULT , BELIN. English Grammar in Use, A self-study reference and practice book for intermediate students with answers, R. MURPHY, 2nd edition, Cambridge University Press

- Dictionnaires :. Robert & Collins, Senior (bilingue), Dictionnaires ROBERT – HARPER COLLINS Publisher. Cambridge Advanced Learner’s Dictionary, New, Cambridge University Press

ESPAGNOL

Enseignante responsable : Jacqueline RUSSON russon@cict.fr

Cet enseignement concerne les étudiants ayant suivi des cours d’espagnol en LV1 ou LV2 dans le secondaire.

Objectif:Atteindre une aisance réelle en langue de communication à l’oral et à l’écrit avec un travail des quatre compétences : compréhension de l’oral, compréhension de l’écrit, expression orale et expression écrite.

Formation des groupes de niveaux :Les étudiants sont répartis comme suit selon les résultats obtenus au baccalauréat ; Niveau A : note de 8 à 11/20 avec remise à niveau Niveau B : note comprise entre 11/20 et 17/20 Niveau C : bilingues (conditions à voir avec l’enseignant)

Les TD comportent 24 étudiants.

R E M A R Q U E

Un centre de ressources (salle M11) est à la disposition des étudiants pour des ouvrages, vidéos, DVD, logiciels de langue.

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Mathémathiques IHoraire : cours/TD intégrés 48h – 5 ECTS

Enseignante responsable : Martine KLUGHERTZ martine.klughertz@math.ups-tlse.fr

Programme :

Nombres complexes : module, argument, formes algébrique et exponentielle, équations du 2ème degré, racines n-ièmes de l'unité.Géométrie élémentaire du plan et de l'espace : droites, plans, projections, symétries, rotations.Polynômes à coefficients réels ou complexes : fonctions polynômiales, degré, opérations sur les polynômes, division euclidienne, racines d'un polynôme, racines multiples,décomposition en éléments simples, formule de Taylor, équations de degré 2 à coefficients complexes, énoncé du théorème de d'Alembert-Gauss.Fonctions usuelles : puissances, exp, ln, trigonométriques, hyperboliques et leurs réciproques (en admettant le théorème d'existence des fonctions réciproques).limites, continuité (on abordera la définition rigoureuse des notions de limite, continuité et les premières propriétés).Equations différentielles à coefficients constants d'ordre un et deux : recherche pratique des solutions dans le cas complexe.Eléments de logique élémentaire et de théorie des ensembles, abordés au fur et à mesure de l'introduction de notions nouvelles : application, injectivité, surjectivité, bijectivité, application réciproque, implication et équivalence, contraposée.

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PhysiqueHoraire : 60h : cours 24h TD 36h – 6 ECTS

Enseignant responsable : Pierre LABASTIE pierre.labastie@irsamc.ups-tlse.fr

Préambule :

L'enseignement de la physique en section S des lycées est essentiellement phénoménologique et expérimental. Pour prolonger cet enseignement vers une analyse quantitative et la modélisation des phénomènes, il est indispensable d'introduire dès le début des études universitaires les outils et les techniques mathématiques d'écriture et de résolution nécessaires à cette nouvelle approche. Ainsi l'enseignement sera organisé sous forme de thèmes présentant :- un phénomène physique en général déjà abordé au lycée ;- son analyse théorique accompagnée du support mathématique approprié ;- un prolongement vers des phénomènes régis par les mêmes équations, utilisant donc les mêmes méthodes pour leur

résolution.

Liste des thèmes :

– Dimensions, mesures, incertitudes, ordres de grandeur– Dynamique de la chute dans un fluide visqueux et systèmes physiques analogues– Oscillateurs harmoniques et oscillateurs amortis– Oscillations forcées ; résonance– Mouvement circulaire– Travail, puissance, énergies– Champs et potentiels– Ondes sinusoïdales

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Chimie I Horaire : 36h : cours 18h TD 18h – 3,5 ECTS

Enseignant responsable : Pascal DUFOUR dufour@chimie.ups-tlse.fr

Préambule :

En ce qui concerne la chimie, au cours de leur cursus dans le secondaire, les étudiants ont pris conscience :- de l’importance de la chimie au quotidien,- et de sa large participation au développement d’autres disciplines comme la biologie, les géosciences etc….Dans cet enseignement, la chimie sera présentée assez largement sous ses aspects de science expérimentale. Le raisonnement demandé à l’étudiant sera souvent qualitatif ou analogique.

Objectifs :

Au cours du 1èr semestre universitaire, il convient d’apporter aux étudiants des éléments de décision quant à leur orientation future.L’apport de connaissances nouvelles sera volontairement limité. Le programme proposé reprend des notions déjà abordées dans le secondaire. Deux objectifs seront poursuivis :- formaliser ces notions essentielles en montrant que la chimie est susceptible de déductions logiques et rigoureuses ;- aider l’étudiant à s’adapter aux méthodes pédagogiques actuellement utilisées à l’Université (prises de notes,

recherche de documents, etc…)

Programme :

partie 1 : AtomistiqueDécouverte de l’atome et de ses constituantsAtomes, molécules et réactions nucléaires.L’atome d’hydrogène : à partir du spectre de l’hydrogène réalisé en TP, on introduira la notion de quantification de NRJ.Les atomes polyélectroniques : tableau périodique et évolution des propriétés dans le tableau.La liaison chimique (Lewis et VSEPR) ; polarité ; isomérieLes liaisons de faibles énergies : la liaison hydrogène, les liaisons électrostatiques, les interactions hydrophobes

partie 2 : chimie généraleDéfinitions : éléments, corps simples, corps composés, atomes, molécules, ions.Nomenclature : principaux acides, bases, sels, composés halogénés, molécules organiques simples.Stœchiométrie : réactif en excès / en défaut, avancement d’une réaction, équilibrage d’une équation de réaction chimique.Expressions de la composition d’un système à plusieurs constituants, définition des mélanges et des solutions ; notion de bilan matière.Gaz parfait, propriétés fondamentales des gaz : compressibilité, dilatation ; équation d’état du gaz parfait.Lois des solutions diluées (solutions idéales) : loi de Raoult (cryoscopie), loi de Henry (solubilité des gaz dans les liquides), loi de Van’t Hoff (osmométrie), loi de Nernst (partage) (pour lois de Raoult et Henry voir des exemples en accord avec la physiologie).Loi d’action de masse (énoncé sans démonstration) ; équilibres homogènes en phase gazeuse ; équilibres hétérogènes ; influence de la température sur la constante d’équilibre ; équilibres ioniques en solution.

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Vision moléculaire de la celluleHoraire : 96h – 9 ECTS

Enseignant Responsable : Marc PRUDHOMME 118 route de Narbonne – IBCG/LMGM 05.61.33.59 83 prudhom@ibcg.biotoul.fr

SEMESTRE 1 – 9 ECTSMatières Cours (h) TD (h)Biochimie 16 8Biologie moléculaire 16 8Génétique 16 8 Biologie cellulaire 16 8

1 - BIOCHIMIE : 24 hResponsable : Samuel TRANIER 05.61.17.54 38 tranier@ibcg.biotoul.frEquipe Pédagogique : F. COUDERC, A. MILON, Y. POQUET, J Ch. PORTAIS, R. POUPOT, M. PRATS, V. PUECHProgramme : Durant les 14 h de cours et les 8 h de TD seront présentés les éléments disciplinaires fondamentaux nécessaires à la compréhension d’un ou de plusieurs thèmes fédérateurs.

Les 8 h de TD auront pour but d’approfondir, au moyen de publications scientifiques de base, les aspects biochimiques de ce thème fédérateur. Le but étant de montrer aux étudiants la démarche scientifique à adopter et les bases à connaître pour aborder une problématique scientifique donnée.

2 - BIOLOGIE MOLÉCULAIRE : 24 hResponsable : Pascale BELENGUER pascale.belenguer@cict.frEquipe Pédagogique : P. BELENGUER, G. M. BRIET, F. DAHHOU, V. ECOCHARD, E. ESPINOS, P. FERRER, D. FOURNIER, C. MATHÉ, L. PAQUEREAU, M. H. RÉNALIERProgramme :

- Structure du matériel génétique et réplication- Structure d’un gène- Transcription- Traduction

Chaque partie sera illustrée par un ou deux exemples permettant aux étudiants de percevoir la Biologie Moléculaire en tant que discipline à part entière et également en tant qu’outil en biotechnologie.

3 - GÉNÉTIQUE : 24 hResponsable : Marc PRUDHOMME prudhom@ibcg.biotoul.frEquipe Pédagogique : C. BENASSAYAG, K. CAM, A. CONTER, D. CRIBBS, J. P. GELUGNE, C. GUTIERREZ, B. MARTIN, PH. ROUSSEAU, MC. TROMBEProgramme :

- Les mutations. Relations gène - fonction- Bases de la transmission de l’information génétique chez les eucaryotes- Relation phénotypique simple, notions de dominance et récessivité- Analyse de ségrégation monogénique- Liaison avec le caractère sexuel- Application de l’approche génétique sur l’enseignement thématique

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4 - BIOLOGIE CELLULAIRE : 24 hResponsable : Arnaud LABROUSSE Arnaud.Labrousse@ipbs.fr

Equipe Pédagogique : L. BARICAULT, M. FANJUL, F. FAURE, A. LABROUSSE, G. RATOVO, C. SOULA,

Programme : - Présentation des cellules : Procaryotes et Eucaryotes (cellule animale et levure)- La cellule eucaryote, ses différents compartiments

- L’organisation tissulaire

- Notion de Virus

- Méthodes d’études de la cellule : culture cellulaire, microscopie

- Application de l’approche cellulaire sur l’enseignement thématique

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Mathématiques et physique appliquéesaux sciences de la vie et de la santé

Horaire : 48h – 4,5 ECTS

Enseignant Responsable : Jean-François GEORGIS Laboratoire d’Aérologie – CNRS (UMR 55 60)14 Avenue Edouard BELIN 05 61 33 27 51 geojf@aero.obs-mip.fr

SEMESTRE 1 – 4.5 ECTSMatièresMathématiques Cours-TD 24hPhysique Cours 12h TD 12h

1- MATHEMATIQUES : 24 hResponsable : Philippe MONNIER (05 61 55 60 28) monnier@math.ups-tlse.frEquipe pédagogique : E . FIEUX, Ch LAUZERAL, J.P. MANDRY, P. MONNIER

Programme:- Trigonométrie- Etude des fonctions de R dans R, limites, continuité, dérivabilité- Primitives, intégration- Equations différentielles, suites récurrentes, modélisation

2 - PHYSIQUE : 24 hResponsable : Jean-François GEORGIS geojf@aero.obs-mip.fr

Equipe Pédagogique : S. COQUILLAT, JF GEORGIS, A. LOPES, F. ROUX,

Programme :- Optique géométrique :

· De l’œil au microscope : Réflexion, réfraction et absorption (loi de Beer - Lambert), miroirs, dioptres, lentilles, formation d’images, aberrations optiques (applications : défauts de l’œil et corrections, microscope)

- Optique ondulatoire : · Interférences· Diffraction (applications : acuité visuelle, pouvoir séparateur de l’œil, strioscopie, holographie)

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Organisation du monde vivantHoraire : 48h – 4,5 ECTS

Enseignant Responsable : Sylvain MASTRORILLO 118 route de Narbonne - Bât 4R3 B2 05.61.55.65.75 mastrori@cict.fr

SEMESTRE 1 – 4.5 ECTSMatières Cours (h) TD (h) TP (h)Biologie animale 16 4 -Vision intégrée des organismes végétaux 22 4 2

1 - BIOLOGIE ANIMALE : 20 hResponsable : Sylvain MASTRORILLO

Equipe Pédagogique : R. CÉRÉGHINO, N. GIANI, S. MASTRORILLO, A. RIBERON, F. SANTOUL

Objectif :Etude des grands plans d'organisation des êtres unicellulaires aux Chordés, avec mise en évidence à la lumière des connaissances actuelles des grandes étapes évolutives et des liens phylogéniques qui réunissent les grands groupes d'animaux. Cet enseignement soulignera l'homogénéité des structures de base et leur diversification progressive conduisant à une complexité croissante. Il est essentiellement destiné à fournir les notions fondamentales qui permettront de mieux situer dans l'échelle du vivant les notions abordées dans les autres disciplines et d'entreprendre les enseignements plus spécialisés dispensés ultérieurement.

Programme :- Notion d'organisme, d'espèce et de phylogenèse- La cellule en tant qu'individu : les Eucaryotes (Choanoflagellés, Alvéolobiontes, Foraminifères, Rhizopodes, etc.)- Biodiversité animale : principales étapes évolutives des Métazoaires :

· Démosponges, Eponges hexactinellides, Eponges calcaires· Les premiers Eumétazoaires : les Cnidaires, les Bilatériens primitifs

2 – VISION INTÉGRÉE DES ORGANISMES VÉGÉTAUX : 28 hResponsables : Arnaud ELGER & André PORNON

A. ELGER : EcoLab - UMR 5245 - 29, rue Jeanne Marvig - 31055 Toulouse cedex 4

05 62-26 99 88 arnaud.elger@cict.fr

A. PORNON : UMR EDB, UPS - Bâtiment 4R3, 2ème étage 05 61 55 69 36 pornon@cict.fr

Equipe pédagogique : C. ANDALO, M. BURRUS, N. DELMAS-SÉJALON, A. ELGER, N. ESCARAVAGE, H. GRYTA, P. JARGEAT, A. QUILICHINI, A.M. TABACCHI, L. TEN-HAGE, V. TRICHON

Objectifs : - Donner une vision intégrée des organismes végétaux allant du gène jusqu’à l’écosystème. -Faire comprendre comment se forment et évoluent les espèces et la diversité- Etudier quelques grands mécanismes impliqués dans la répartition de végétaux et la coexistence des espèces- Montrer l’importance des végétaux dans le fonctionnement des écosystèmes et de la biosphère.

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Cours : - Mécanismes de l'Evolution :

Processus évolutifs et spéciation ; Relations phylogénétiques entre les groupes de végétaux. - Les végétaux dans leur environnement :

Variabilités écophysiologique, anatomique et morphologique des végétaux en relation avec leur milieu de vie. Conséquences sur les paysages végétaux et la répartition des biomes

- Populations et communautés végétales :Interactions intra- et interspécifiques (Reproduction, Interactions biotiques, coévolution). Structure et dynamique des populations et des communautés.

- Végétaux et fonctionnement des écosystèmes et de la biosphère :Les végétaux dans les réseaux trophiques et leur rôle dans les cycles biogéochimiques. Relations diversité fonctionnement des écosystèmes.

Travaux Dirigés : Ils permettront à travers par exemple l’étude de la vie d’une feuille (mécanismes du développement et de la sénescence ; le rôle de la feuille pour l’organisme et dans le fonctionnement de l’écosystème) ou de la symbiose mycorhizienne (mécanismes de l’association et conséquence sur les organismes, les communautés impliquées et le fonctionnement des écosystèmes) d’appréhender l’unicité de la vie quelque soit le niveau hiérarchique étudié.

Travaux Pratiques :Découverte du monde végétal en milieu naturel au cours d'une sortie sur le campus et par l'exploitation et l'étude d'échantillons récoltés par les étudiants.

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Mathématiques IIHoraire : cours/TD intégrés 48h – 4,5 ECTS

Enseignante responsable : Martine KLUGHERTZ martine.klughertz@math.ups-tlse.fr

Programme :

Arithmétique élémentaire : divisibilité, nombres premiers entre eux, décomposition en facteurs de nombres premiers, pgcd, ppcm, théorème de Bezout, Lemme de Gauss, algorithme d'Euclide, égalité modulo n, opérations sur les égalités modulo n, l'ensemble quotient des entiers modulo n.Relations binaires, d'ordre et d'équivalence sur un ensemble, ensembles finis, dénombrables et non-dénombrables, dénombrement.Suites numériques : convergence, suites extraites, suites bornées, limites infinies, encadrement et opérations algébriques sur les suitesThéorèmes de convergence : suites monotones, convergence d'une suite de Cauchy dans R, valeurs d'adhérence et théorème de Bolzano-Weierstrass. Représentation décimale et suite récurrentes.

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InformatiqueHoraires : 60h : cours 24h TD 24h TP 12h – 6 ECTS

Enseignant responsable: Christian POMIAN pomian@irit.fr

Objectifs : - Comprendre ce qu'est l'informatique, science de l'information et de la communication et les métiers s'y rapportant. - Acquérir les bases nécessaires à la manipulation des nombres en informatique. Comprendre les différentes techniques du calcul booléen, socle incontournable pour tout informaticien. - Apprentissage de la programmation à l'aide de la notion de fonction, afin de faciliter l'émergence d'une pensée structurée, en permettant au débutant d'exprimer clairement et facilement sa solution.

Plan du cours :I) Introduction à l'informatique - Introduction aux systèmes et à la culture informatique - Les métiers de l'informatique - L'informatique : science du traitement de l'information

II) Numération, codage et algèbre de Boole - Numération - Rappels sur les systèmes de numération - Représentation d'un nombre en base B - Opérations en base B - Changement de base - Conversion de la partie entière - Conversion de la partie fractionnaire - Conversions rapides - Représentation en machine des nombres - Les entiers naturels - Les entiers relatifs - Représentation en VA+S - Représentation en complément vrai - Les nombres fractionnaires en virgule flottante - Algèbre de Boole - Introduction - Définition de l'algèbre de Boole - Structure de l'algèbre de Boole - Théorèmes fondamentaux - Fonctions booléennes - Définition - Représentation des fonctions booléennes - Simplification des fonctions booléennes

III) Introduction à la programmation fonctionnelle - Première approche de la décomposition fonctionnelle d'un problème - La programmation fonctionnelle - Exemples de problèmes simples - Introduction d'un environnement de programmation fonctionnelle - Expressions et définitions - Valeurs et types - Les expressions - Les définitions - Les fonctions

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- Notion de fonction - Les fonctions en OCaml - Filtrage et définitions par cas - La Récursivité - Notion de récursivité - Récursivité en OCaml - Recherche d'une solution récursive à un problème - Application au traitement des nombres - Les listes - Notion de liste - Les listes en Caml - Induction sur les listes

Bibliographie :

Permingeat N., Glaude D. Algèbre de Boole, Dunod, 1997.

Philippe Darche Architecture des ordinateurs : représentation des nombres et codes, cours avec exercices corrigés, Presses Universitaire de France, 2001

Thérèse Accart Hardin, Véronique Donzeau-Gouge Viguié Concepts et Outils de programmation, Dunod, 1997

Développement d'applications avec Objective Caml http://www.pps.jussieu.fr/Livres/ora/DA-OCAML/

Comprendre l'ordinateur http://sebsauvage.net/comprendre/

Les métiers de l'informatique http://www.passinformatique.com/40-metiers/30-10-10_fonctions.asp

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Chimie IIHoraires : 24h : cours 9h TD 15h – 2,5 ECTS

Enseignant responsable: Pascal DUFOUR dufour@chimie.ups-tlse.fr

Objectifs :

Ce module s’adresse aux étudiants qui ayant suivi UE4 Chimie souhaitent approfondir leur connaissance dans cette discipline.

Lors de cet enseignement, une partie plus générale sera détaillée en utilisant les acquis de l’UE4 : « De quelques composés à l’architecture de la matière ». Soit les différents états de la matière et il sera plus spécialement développé l’état ordonné.

Programme :

- rappels sur la stœchiométrie, réactif en excès, en défaut, avancement, équilibrage d’équations chimique, notions de bilan (cette partie sera uniquement traitée en TD).- Les différents états de la matière : l’état désordonné (le gaz parfait, le gaz réel, les liquides, le solide amorphe) ; l’état ordonné (diffraction des rayons X comme méthode expérimentale d’accès à la structure)- Notion sur la structure dans un solide (réseaux, maille, cristaux métalliques, empilements compact et non-compact, notion de sites, cristaux ioniques)

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Outils mathématiques et méthodes expérimentales pour les sciences physique et chimique

Horaire : 48h – 4,5 ECTS

Enseignant responsable : Pierre LABASTIE pierre.labastie@irsamc.ups-tlse.fr

Préambule :

L'étudiant qui aborde des études scientifiques en venant de Terminale S a besoin d'acquérir rapidement un certain nombre de techniques théoriques et pratiques qu'il utilisera tout au long de ses études ultérieures. Ce module présente trois aspects de ces techniques :– Techniques de calcul (24 h)– Travaux pratiques de physique (12 h)– Travaux pratiques de chimie (12 h)

Techniques de calcul : 24h

– Fonctions classiques– Représentations de données– Équations différentielles du 1er ordre– Équations différentielles du 2e ordre– Nombres complexes– Grandeurs vectorielles (produit scalaire et vectoriel)– Coordonnées et repères– Fonctions de plusieurs variables– Intégrales curvilignes, de surface et de volume

Travaux pratiques de physique : 12h

Quelques applications de la physique de L1.Ces TP ont pour but de montrer comment marchent certains objets de la vie moderne en illustrant les notions acquises en cours de physique.– Programmation d'un robot (rétroaction linéaire, loi de commande)– Commande automatique d'éclairage (Capteur optique, commutation, fonction de transfert)– Accord d'une suspension de VTT (amortissement, résonance)– Principe d'un radar Doppler (ondes sinusoïdales)– Rayonnement et thermique

Travaux pratiques de chimie : 12h

Contrôle qualité en chimie : de l’expérience à la validation Ces TP ont pour but de donner aux étudiants des bases expérimentales pour une démarche qualité en chimie.Les notions de :- Choix et utilisation du matériel de base en chimie- Analyse des résultats - Estimation de l’erreur expérimentale- Établissement d’un étalonnageseront abordées au travers de manipulations de produits de la vie quotidienne (vitamine C, vin…)

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Méthodologie expérimentaleHoraire : 36h – 4,5 ECTS

Enseignant responsable : Armand LOPES armand.lopes@cesbio.cnes.fr

Analyse de données : cours-TD 12h

- Base du calcul différentiel et fonctions à plusieurs variables- Définition de l’erreur, de l’incertitude- Chiffres significatifs- Développement limité et approximation

Travaux pratiques : 24h

- 4 TP x 3h : spectrophotométrie ; dosage acide-base (H3PO4, glycine) ; complexation aminoacide /Cu2+ ; équilibre : réaction d’hydrolyse de l’acétate d’éthyle et dosage de l’acide acétique formé en présence du HCl qui a servi à la catalyse (suivi par spectrophotométrie UV-visible).- 6 TP x 2h : microscopie optique ; formation d’images (lentilles divergentes, convergentes) ; œil ; calcul d’incertitude ;

examen pratique.

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OPTIONSHoraire : 48h – 4,5 ECTS

Sciences de la Planète et de l’Univers (SPU)Sciences de l’Ingénieur (SDI)Physique avec des compléments de Chimie (Pc)Chimie avec des compléments de Physique (Cp)Informatique et Mathématique (IM)Atmosphère et Océans (AO)Molécules et Biomolécules au Quotidien (MBQ)Introduction à l’Informatique (II)Mesures et incertitudes en Sciences Expérimentales (MISEx)Histoire des sciences et actualité scientifique (HS&AcS)Modélisation Mathématique pour les Sciences (MMS)

Options proposées en fonction du parcours (portail)

Parcours I-AIMP

Parcours I-BPC

Parcours II-ACBPS

Parcours II-BSVS

Sciences de la planète et de l'univers (SPU) OUI OUI OUI OUI

Sciences de l'ingénieur (SDI) OUI OUI OUI NON

Physique (Pc) contient des compléments de chimie NON NON OUI OUI

Chimie (Cp) contient des compléments de physique OUI NON NON NON

Informatique et mathématiques (IM) NON OUI OUI OUI

Atmosphère et océans (AO) OUI OUI OUI OUI

Molécules et biomolécules au quotidien (MBQ) OUI OUI OUI OUI

Introduction à l'informatique (II) NON OUI NON NON

Mesures et incertitudes en sciences expérimentales (MISEx) OUI OUI NON OUI

Histoire des sciences et actualité scientifique (HS&AcS) OUI OUI OUI OUI

Modélisation mathématique pour les sciences (MMS) OUI OUI OUI OUI

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Sciences de la Planète et de l’UniversHoraire : 48h – 4,5 ECTS

Enseignant responsable : Francis ODONNE

LMTG-OMP, 14 Av. Edouard Belin, 31400 TOULOUSE

05 61 33 26 43 odonne@lmtg.obs-mip.fr

Matière Cours (h) TD (h) TP (h)Terre & Univers 24 24 -

Equipe Pédagogique : F. AUCLAIR, S. CASTET, S. COQUILLAT, I. DADOU, J. DERAMOND, J. F. GHEUSI, MARTINOD,

J. M. MONTEL, F. ODONNE, F. ROUX, P. VAN BEEK, P. VON BALLMOOS.

Programme :

La Terre dans l’Univers :- Origine et évolution des étoiles, nucléosynthèse ;- Les planètes du système solaire ;- Formation de la Terre et différenciation primitive ;- Formation de la Lune.

Exploration géophysique et structure de la Terre :- La pesanteur et la forme de la Terre, gravimétrie, isostasie ;- Comportement mécanique des roches ;- Propagation des ondes sismiques, structure interne de la Terre.

Tectonique des plaques. Expansion des fonds océaniques :- Magnétisme et paléomagnétisme terrestre, cinématique globale ;- Le rifting et l’expansion des fonds océaniques ;- Les zones en convergence, la subduction océanique.

Les enveloppes externes :- Description de l’atmosphère et de l’océan ;- Circulation atmosphérique et océanique;- Evolution climatique.

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Sciences de l’IngénieurHoraire : 48h – 4,5 ECTS

Enseignant responsable : Frédéric MARCHAL marchal@cpat.ups-tlse.fr

L’option comporte 4 modules de 12 heures de découverte des Sciences de l’Ingénieur.Chaque module est centré sur une des disciplines du domaine des sciences de l’ingénieur :

• Module 1 : Génie Civil : les ponts• Module 2 : Génie mécanique : la mécanique du vol• Module 3 : Génie électronique : acquisition et traitement du signal, conversion analogique, numérique.• Module 4 : Conversion de l’énergie, électrochimie : les piles, accumulateurs.

Le but de ces modules est de faire découvrir les différents domaines des sciences de l’ingénieur à travers de nouvelles approches pédagogiques et un enseignement intégré.L ‘étude de réalisations technologiques connues de tous (ponts, avions, chaîne électronique d’acquisition et du traitement des signaux sonores, générateurs électrochimiques) serviront de base à une initiation des disciplines des différents domaines de la filière SDI (génie civil, génie mécanique, électronique, automatique, électrotechnique).Ces modules devront aussi apporter aux étudiants une première connaissance du monde professionnel par une découverte des métiers, du milieu professionnel et de l’environnement économique.L’étudiant va acquérir des éléments déterminants qui lui permettront de faire un choix objectif vers une poursuite d’études dans une des filières du domaine SDI.

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Physique avec des compléments de chimieHoraires : 48h – 4,5 ECTS

Enseignant responsable : Pierre LABASTIE pierre.labastie@irsamc.ups-tlse.fr

Cette option s’adresse aux étudiants ayant choisis le parcours II, dans lequel l’enseignement de physique et de chimie est plus faible qu’en parcours I. Grâce à cette option, ils pourront élargir leur champ d’orientation et faciliter leur orientation du 2nd semestre vers les majeures PCP, PC, SDI .

Objectifs :Le but est de donner à l’étudiant des compléments à sa formation en physique et en chimieL’enseignement sera en deux partie : la physique pour 30h et la chimie pour 18h.

Programme :

Partie Chimie

États de la matière 18h cours/ TD– rappels sur la classification périodique– notions de métaux et non métaux– Les différents états de la matière : l’état désordonné (le gaz parfait, le gaz réel, les liquides, le solide

amorphe) ; l’état ordonné (diffraction des rayons X comme méthode expérimentale d’accès à la structure)– Notion sur la structure dans un solide (réseaux, maille, cristaux métalliques, empilements compact et non-

compact, notion de sites, cristaux ioniques

Partie Physique

Quelques concepts fondamentaux en physique 12 h cours 18 h TD– Rappels de mécanique du point.– Oscillations. Résonance– Mouvement circulaire– Travail, puissance, énergies– Champs et potentiels

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Chimie avec des compléments de physiqueHoraire : 48h – 4,5 ECTS

Enseignante responsable : Fabienne ALARY alary@irsamc.ups-tlse.fr

Cette option s’adresse aux étudiants ayant choisis le parcours I-A, dans lequel il n’y a pas d’enseignement de chimie. Grâce à cette option, ils pourront élargir leur champ d’orientation et faciliter leur orientation du 2 nd semestre vers les majeures PCP, PC, SDI et ST.

Objectifs : Le but est de donner à l’étudiant les bases fondamentales en chimie et de compléter sa formation en

physique.L’enseignement sera en deux parties : la chimie pour 30h et la physique pour 18h.

Programme :

A- Partie CHIMIE : Atomes et Molécules (12h de cours et 18h de TD)I- IntroductionQuelques mots clefs : Atome, Masse Atomique, Mole et Masse Molaire, Molécules

II- Structure de l’atome (Hydrogène, Atome Polyélectronique)II-1-Les particules élémentaires (électrons, protons, neutrons)II-2-Spectres atomiques (Hypothèse de la quantification de Bohr, Aspects ondulatoires)II-3- Les orbitales atomiques (nombres quantiques, règles de remplissage, Charge nucléaire

effective, configuration électronique)II-4- Classification périodique (électrons de valence, période, groupe,)II-5-Evolution de quelques propriétés dans la classification (Charge effective, rayon atomique,

potentiel d’ionisation, affinité électronique, électronégativité)

III- La liaison covalente Géométrie des molécules, VSEPR, Structure de Lewis, Théorie du lien de valence

B- Partie PHYSIQUE : (2h de cours, 4h de TD et 12h de TP) Cours/ TD : 6h

- Les ondesTP : 12h

Ces TP ont pour but de montrer comment marchent certains objets de la vie moderne en illustrant les notions acquises en cours de physique.

- Programmation d'un robot (rétroaction linéaire, loi de commande)- Commande automatique d'éclairage (Capteur optique, commutation, fonction de transfert)- Accord d'une suspension de VTT (amortissement, résonance)– Principe d'un radar Doppler (ondes sinusoïdales)

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Informatique et MathématiquesHoraire : 48h – 4,5 ECTS

Enseignante responsable : Marie-Hélène VIGNAL mhvignal@mip.ups-tlse.fr

Partie Informatique : 24h (10h CM, 14h TD)

Objectif : Présenter des éléments de base de l’informatique et les principes de résolution d’un problème dans le cadre de l’approche fonctionnelle, en vue d’une réorientation éventuelle vers le S2 de la filière IMM.

Programme : - Introduction - Bases pour l’Informatique

- Numération- Codage- Algèbre de Boole

- Programmation fonctionnelle-Première approche de la décomposition fonctionnelle d'un problème

- Exemples de problèmes simples - Expressions et définitions - Les fonctions - La Récursivité - Notion de récursivité - Recherche d'une solution récursive à un problème - Application au traitement des nombres - Les listes - Notion de liste - Induction sur les listes

Partie Mathématiques : 24h cours-TD intégrés

Objectif : Présenter des éléments de base de l’analyse des suites réelles en vue d’une réorientation éventuelle vers le S2 de la filière IMM ou de mieux préparer les étudiants pour la filière PCP du S2.

Programme : - Suites numériques :

- convergence, limites infinies- suites extraites, suites bornées, - encadrement et opérations algébriques sur les suites

- Théorèmes de convergence : - suites monotones, - convergence d'une suite de Cauchy dans R, - valeurs d'adhérence et théorème de Bolzano-Weierstrass. - Représentation décimale et suites récurrentes.

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Atmosphère et OcéansHoraire : 48h – 4,5 ECTS

Enseignant responsable : Sylvain COQUILLAT coqs@aero.obs-mip.fr

1. L'atmosphère et l'océan (6h C + 6h TD)a - L'atmosphère (composition, structure, paramètres descriptifs, rôle de la vapeur d'eau)b - L'océan (composition, structure, paramètres descriptifs)

2. Bilan énergétique global (6h C + 6h TD)a - Les échanges d'énergie (rayonnement, conduction, diffusion, convection)b - Introduction au rayonnement (solaire, terrestre, rôle de l'atmosphère)b - Bilan radiatifc - Conséquences des déséquilibres radiatifs (évaporation/condensation, conduction/convection)

3. Circulations atmosphérique et océanique (6h C + 6h TD)a - Les forces en présence (gravité, pression, Coriolis, friction)b - Les grands équilibres (hydrostatique, géostrophique, circulation océanique induite par le vent)c - La convection (dans l'atmosphère, dans l'océan)d - Circulation générale de l'atmosphèree - Circulation générale de l'océan

4. Effet de serre et réchauffement climatique (6h C + 6h TD)a - Effet de serre (mécanisme, gaz à effet de serre, aérosols)b - Variabilité naturelle du climat (théorie astronomique, activité solaire, volcanisme)c - Effet de serre additionnel (GIEC 2001 et 2007, évolution climatique)

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Molécules et Biomolécules au QuotidienHoraire : 48h : cours 18h, TD 22h, TP 8h – 4,5 ECTS

Enseignante responsable : Myriam MARTINO martino@chimie.ups-tlse.fr

Objectifs:- connaître certains enjeux scientifiques du quotidien,- montrer les liens existant entre la chimie, la biologie, la physique et la santé,- relier diverses connaissances disciplinaires à des applications courantes dans différents domaines de l’activité humaine, - associer des connaissances théoriques à des applications courantes et des préoccupations citoyennes,- acquérir les moyens pour une meilleure communication.

Les différents thèmes qui pourront être abordés sont répartis en quatre grands chapitres :

Molécules, Plaisirs et Dangers - cuisine- sport- drogues et cerveau

Molécules, Santé et Beauté- médicaments- cosmétologie- textiles : du monomère à la prothèse mammaire- micro-ondes : du four au Wifi

Molécules, Environnement et Climat- gaz carbonique : du cycle du carbone à l’effet de serre- l’eau : de la mer au verre

Molécules et Internetles herbes chinoises, le viagra, la DHEA

Enfin, un travail plus personnel sera demandé, sous forme de projet tutoré. Par binôme, les étudiants mèneront un travail de recherche documentaire en vue de présenter, par une affiche et un exposé oral, un sujet de la vie quotidienne sous ses aspects disciplinaires variés.

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Introduction à l’InformatiqueHoraire : 48h : 12hCM, 18hTD,18hTP – 4,5 ECTS

Enseignant responsable : Véronique GAILDRAT gaildrat@irit.fr

Objectif :

Introduction à l’algorithmique et aux principes de résolution d’un problème en programmation impérative, mise en œuvre à l’aide du langage C.

Ce module d’ouverture vers l’informatique s’adresse aux étudiants de la filière I-B (PC), son contenu est le pré-requis minimum pour ceux qui souhaiteraient se réorienter en L2 Informatique.

Programme - Introduction - Anatomie d'un système informatique - Définition de l'algorithmique - Formalisation - Structures de contrôle - Séquence - Alternative - Répétition - Structures de données standards - Tableaux - Enregistrements - Stratégies algorithmiques de résolution de problèmes - Raffinements successifs - Sous-programmes - Itération - Récursivité - Étude d'algorithmes de base - Techniques de tri - Recherche séquentielle et dichotomique

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Mesures et incertitudes en Sciences Expérimentales (MISEx)

Horaire : 48h – 4,5 ECTS

Enseignants responsables : Jean-françois GEORGIS geojf@aero.obs-mip.frJean-luc ATTIE attjl@aero.obs-mip.fr

Objectif :Toute science expérimentale est basée sur la mesure de grandeurs physiques. Or, il n’existe pas de mesure

exempte d’erreur du fait non seulement de l’opérateur, du mode opératoire, de la nature du mesurable, mais aussi de la qualité des instruments utilisés dont la précision, aussi fine soit-elle, n’est jamais exacte. Il est donc essentiel de savoir identifier les diverses sources d’erreur susceptibles d’entacher la mesure pour pouvoir ensuite estimer l’incertitude sur le résultat et apprécier sa qualité. Cette démarche sera faite dans le respect des normes internationales en vigueur dans le but de préparer l’étudiant à sa future insertion professionnelle dans des laboratoires d’analyse ou, plus généralement, à une orientation vers les sciences expérimentales.

Cette option « MISE » sur l’intérêt de l’étudiant pour la compréhension des techniques de mesure et d’analyse de résultats expérimentaux provenant de la physique, de la chimie et des sciences de la vie qui procèdent d’une même démarche scientifique. On montrera en particulier comment l’incertitude sur un paramètre mesuré (ou estimé) peut être prise en compte dans l'analyse de phénomènes aussi divers que l'estimation de la quantité de carbone stocké dans les écosystèmes continentaux et ses conséquences sur la physico-chimie de l’atmosphère (effet de serre), la ph-métrie en chimie, la désintégration radioactive en physique ou la multiplication de cellules leucémiques en biologie… Ces exemples, parmi d’autres, seront traités en TD et analysés à l’aide de programmes informatiques utilisant le logiciel MATLAB.

Programme :- Mesures et Grandeurs - Etude statistique de séries de mesures - Evaluation des incertitudes et leur propagation- Ajustement des données et interprétation- Représentation graphique et analyse sous MATLAB

Fonctionnement : - 12h de Cours - 36h de TD/TDO*

*Travaux Dirigés sur Ordinateur

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Histoire des sciences et actualité scientifiqueHoraire : 48h – 4,5 ECTS

Enseignant responsable : Jacques LEFRANCOIS Jacques.Lefrançois@cict.fr

Objectifs :

Permettre la conservation d’une vue d’ensemble des contenus scientifiques dans leurs dynamiques et d’un recul suffisant pour que les étudiants soient à même d’exercer leurs choix d’orientation de façon pertinente. Il importe que les cursus ne soient pas subis passivement et que la liberté d’orientation des étudiants ne soit pas fictive ; pour cela, les jugements de préférence et d’opportunité doivent être éclairés par une culture scientifique générale suffisante. L’histoire des sciences et sa mise en relation avec l’actualité scientifique sont nécessaires.

Programme :

Histoire des sciences

- L’apparition de la nouveauté en mathématiques : les irrationnels.- La généralisation en mathématiques : la théorie des nombres ;- La formation d’une science expérimentale : la physique classique, Galilée et Newton.- La généralisation en biologie : Mendel et Morgan

Actualité scientifique

- Le réchauffement planétaire.- La prévisibilité : chaos déterministe.- Nanoscience et nanotechnologie.- Les tribulations du dogme fondamental de la biologie.- Les maladies à prion.- L’acquisition de données à haut débit.

Des aspects éthiques liés à certains de ces contenus pourront être mis en lumière.

Méthodes :

L’histoire des sciences sera traitée sous forme magistrale.L’actualité scientifique sera conduite en combinant cours et TD. Pour ces derniers, et dans la mesure du possible, il sera demandé une recherche d’informations sur Internet (en utilisant les ressources de l’université) et la constitution de dossiers personnels qui pourraient donner lieu à une note de contrôle continu.

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Modélisation mathématique pour les sciences Horaire : 48h – 4,5 ECTS

Enseignant responsable : Jacques SAULOY sauloy@picard.ups-tlse.fr

Objectif : L’esprit de cette option est d’utiliser les mathématiques pour aborder des problèmes concrets issus des sciences exactes, expérimentales et naturelles.

Les activités prévues sont les suivantes :1. modéliser mathématiquement un tel problème2. traiter mathématiquement le modèle. Ce traitement doit être effectif c’est-à-dire qu’il doit mener à des algorithmes

de résolution explicite.3. réaliser les calculs par voie logicielle.4. discuter et critiquer l’intérêt de la méthode employée et des résultats obtenus.

On utilisera essentiellement des mathématiques de terminale S, avec quelques ouvertures vers le programme de L1. Le but est de comprendre que les sciences posent des problèmes mathématiques intéressants et que la réflexion mathématique est utile aux sciences. On abordera des applications issues de la physique, de la chimie, de la biologie et de l’informatique. Voici des exemples des thèmes applicatifs qui peuvent être abordés (avec parfois l’indication de leur aspect mathématique) :

- Physique : la relativité galiléenne et einsteinienne (géométrie, repères, groupes) ; la percolation dans les milieux poreux (graphes, probabilités) ; la consommation de carburant d’un vaisseau spatial (optimisation).

- Chimie : affinité ligands-récepteurs (courbes planes, résolution d’équations algébriques).- Biologie : populations, proies, prédateurs (systèmes dynamiques, équations différentielles) ; les accidents de l’ADN

(combinatoire et algorithmique des mots).- Informatique : stockage, compression, tri, recherche, codage de données (écriture, validité et coût des

algorithmes) ; calcul flottant (performance, précision).

La validation prendra la forme d’un projet (rédaction, illustration logicielle, exposé).

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